水杨酸包衣剂包衣棉种对棉花幼苗抗寒性的影响歌曲父亲原唱
李防洲，辛慧慧，周广威，李哲，侯振安，冶军*
(石河子大学农学院/新疆生产建设兵团绿洲生态农业重点实验室，石河子832003)
摘要：通过室内砂培试验，研究了不同浓度水杨酸包衣剂包衣棉种对棉花幼苗抗寒性的影响，分析了棉花幼苗低温胁迫前后以及恢复常温叶片细胞膜透性、抗氧化物酶及渗透调节物质对水杨酸包衣剂包衣的生理响应。结果表明:1～10mmol ·L －1的水杨酸包衣剂包衣处理，能有效减轻低温对棉花幼苗的伤害。棉花幼苗叶片的相对电导率(REC)和丙二醛(MDA)的积累量显著降低，超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)等抗氧化保护酶的活性显著增强，可溶性蛋白、可溶性糖、游离脯氨酸等渗透调节物质的含量显著提高。说明水杨酸包衣剂包衣处理能缓解低温胁迫对幼苗生长的抑制，提高棉花幼苗的抗寒性，并以5mmol ·L －1的水杨酸包衣效果最好。
关键词：水杨酸；包衣剂；棉花幼苗；低温胁迫；抗寒性中图分类号:S562
文献标志码:A
文章编号:1002-7807(2015)06-0589-06
10.11963/issn.1002-7807.201506012
Li Fangzhou,Xin Huihui,Zhou Guangwei,Li Zhe,Hou Zhen'an,Ye Jun *
制片人(
832003,
)
The objective of this study was to investigate the effect of the different concentrations of the ed film coating salicylic
acid on the cold tolerance of cotton edlings using the sand culture method.The physiological respon of cell membrane per-meability,protective enzyme activity and osmotic adjustment of cotton edling were measured before and after at low tempera-ture stress and at normal temperature.The results showed that 1-10mmol ·L －1of ed film coating with salicylic acid ed coat-ing treatment could effectively alleviate damage to cotton edlings at low temperature,and the accumulation of the relative electrical conductivity and malondialdehyde were reduced on cotton edlings.The activity of superoxide dismuta,peroxida,catala,and soluble protein,soluble sugar and proline contents incread sharply.The results indicate that film coating with salicylic aci
d can alleviate the effects of low temperature stress on edling growth inhibition and improve the cotton edlings by providing chilling tolerance,and the optimum treatment concentration salicylic acid is 5mmol ·L －1.
salicylic acid;ed film coating;cotton (
L.)edlings;low temperature stress;chilling tolerance
收稿日期:2015-01-22
作者简介：李防洲(1987―)，男，硕士研究生, ;*通信作者,yejun. 基金项目：国家科技支撑计划“低温灾害防控关键技术研究与应用”(2012BAD20B03)
棉花(L.)作为新疆的支柱
产业，自改革开放以来高速发展,2011年新疆棉
花产量约占全国总产量的44%[1]。新疆作为我国最大棉区，在栽培中经常遭遇寒潮等低温气象灾害，在播种至幼苗期间，地表温度远低于棉花幼苗最低生长温度，甚至在0℃以下，会影响植株生长发育和产量形成[2]，严重时还会造成植株死
亡。水杨酸(Salicylic acid ,SA)是广泛存在于植物
界的一种具有信号传递功能的小分子酚类物质[3-4],
不仅是植物抗病反应的信号分子，也是植物对非生物逆境反应的抗性信号分子[5]；被认为是一种
新的激素，参与调节植物的许多生理生化过程。它是植物体产热的热素[6-7]，并提高植物的抗逆性[8]。
在逆境下，水杨酸在过氧化氢的参与下通过减轻植物细胞的结构变化与调节抗氧化酶活性和质外体蛋白的含量提高植物的抗寒性[9]。近年来，研
棉花学报Cotton Science 2015,27(6):589―594
27卷棉花学报
究证实了水杨酸在提高黄瓜[10]、茄子[11]、番茄[12]、水稻[13]、大豆[14]、玉米[3,15]等植物抗冷性方面的作用。棉花产量的高低在很大程度上受到幼苗壮弱的影响，使用药剂处理对种子发芽和幼苗生长均有明显影响[16]。种子包衣是一项把防病、治虫、消毒、促生长融为一体的种子处理技术[17]。阿里普·艾尔西等[18]研究表明，在播期提前的情况下，抗低温种衣剂处理后棉花的保苗效果和产量明显高于普通种衣剂，且对低温造成的烂种、烂芽具有明显的防治效果。
有关水杨酸在提高植物抗冷性方面的研究多集中于浸种或叶面喷施，而用于种子包衣对低温条件下棉花幼苗生理特性的影响的报道较少。本研究采用水杨酸包衣剂包衣棉种，通过对幼苗耐寒性生理指标的测定，分析水杨酸包衣剂的包衣效果，为提高棉花幼苗抗寒性及其在生产中的应用提供理论依据。
材料与方法
试验材料与包衣处理
参试棉花品种为新陆早48号，由石河子棉花研究所提供；水杨酸由天津市盛奥化学试剂有限公司生产；基础种衣剂为“锦华种衣剂”，由新疆锦华农药有限公司生产。
水杨酸设置5个浓度梯度分别为0.5、1、5、10、15mmol·L－1，依次记为S1、S2、S3、S4、S5。根据以上浓度，将水杨酸添加到基础种衣剂中，配置成不同浓度的水杨酸包衣剂，以未包衣处理作为空白对照(CK1)，以基础种衣剂包衣处理作为参比对照(CK2)。按药种比1∶40进行种子包衣处理，将包好的棉花种子放在通风干燥处阴干备用。
试验方法
。采用盆栽试验，基质为洗净的砂子，每盆播种20粒。在RXZ型智能人工气候箱进行培养，光周期为16h光照/8h 黑暗，昼/夜温度28℃/25℃。定期浇灌定量Hoagland营养液，培养至两叶一心时，挑选生
长一致的幼苗进行试验。先在常温下培养1d，然后在5℃低温下胁迫处理2d，之后恢复常温培养1 d(R1d)。分别于低温胁迫0d(即常温下)、1d、2d 以及恢复常温1d(R1d)时采样，测定相关指标。
。相对电导率(REC)采用DDS-307型电导率仪测定[19]；丙二醛(MDA)含量的测定采用硫代巴比妥酸(TBA)[19]法；超氧化物歧化酶(SOD)活性的测定采用氮蓝四唑法[20]；过氧化物酶(POD)活性的测定采用愈刨木酚法[20]；过氧化氢酶(CAT)活性的测定采用过氧化法[20]；可溶性蛋白含量采用考马斯亮蓝G-250法[21]测定；可溶性糖含量采用蒽酮比色法[21]测定；脯氨酸含量采用硫代磺基水杨酸浸提法[21]测定。
数据分析
司马懿张春华
采用Excel2003进行数据处理及作图，运用SPSS19.0进行单因素方差分析及差异显著性检验。
结果与分析
水杨酸包衣剂包衣处理对低温胁迫下棉花幼苗细胞膜系统的影响
图1显示，棉花幼苗叶片REC和MDA含量随胁迫时间的延长逐渐升高，恢复处理后有一定的下降趋势。低温胁迫前，棉花幼苗叶片REC和MDA含量较低。随着低温胁迫时间的延长,REC 和MDA含量在1d后迅速增大，水杨酸包衣剂包衣处理显著降低了胁迫下的棉花幼苗叶片REC和MDA含量，与CK1相
比差异显著，其中S3和S4包衣处理棉花幼苗叶片的REC与CK1相比显著降低37.7%和31.2%,MDA含量显著降低37.8%和30.4%；与CK2相比REC显著降低34.0%和27.1%,MDA含量显著降低33.1%和25.2%。低温胁迫2d后，棉花幼苗叶片REC和MDA含量均达到最高值，恢复常温后REC和MDA含量均有所减少，且水杨酸包衣剂包衣处理棉花幼苗叶片的REC和MDA含量均低于CK1和CK2。越南战争的起因
水杨酸包衣剂包衣处理对低温胁迫下棉花幼苗抗氧化酶系统的影响
从图2可以看出，叶片中的SOD和POD活性在低温胁迫条件下呈现应激效应，开始迅速上升，随胁迫时间延长二者继续升高,CAT活性呈下降趋势。水杨酸包衣剂包衣显著增加了SOD 和POD的活性(＜0.05),5℃低温处理下随着胁迫时间的延长,SOD和POD的活性先升后降，均
590
6期
在胁迫2d后有一个峰值。S3处理的棉花叶片
SOD和POD活性与CK1相比显著提高19.0%
和21.6%，与CK2相比显著提高14.0%和18.3%。
恢复常温下1d后，棉花幼苗叶片SOD和POD
活性随水杨酸浓度变化的规律与低温胁迫1d、2
d的相似,S3包衣处理的棉花叶片SOD活性与
CK1相比提高15.6%,POD活性提高16.4%。胁
迫1d后，水杨酸包衣剂包衣处理的棉花叶片
CAT活性比胁迫前有所升高，之后降低，但下降
幅度以S2、S3、S4包衣最小，且差异不显著。
注：不同字母表示同一低温时间不同处理间的差异显
著(＜0.05)。
Note:Different letters within the same chilling time
show significant difference between treatments at＜0.05
probability.
图1水杨酸包衣剂包衣处理对低温胁迫下棉花幼苗细
胞膜系统的影响
Fig.1Effects of ed film coating with salicylic acid
on membrane systems of cotton edling under low
temperature stress
注：不同字母表示同一低温时间不同处理间的差异显
著(＜0.05)。
Note:Different letters within the same chilling time
show significant difference between treatments at＜0.05
probability.
图2水杨酸包衣剂包衣处理对低温胁迫下棉花幼苗抗
氧化酶活性的影响
Fig.2Effects of ed film coating with salicylic acid
on antioxidant enzyme activities of cotton edling
under low temperature stress
李防洲等：水杨酸包衣剂包衣棉种对棉花幼苗抗寒性的影响591
27卷
棉花学报水杨酸包衣剂包衣处理对低温胁迫下棉花幼苗渗透调节系统的影响
6年级上册语文
图3表明，与CK1相比,CK2和水杨酸包衣剂包衣处理在一定程度上均提高棉花叶片可溶性蛋白、可溶性糖和脯氨酸含量且水杨酸包衣效果较明显(＜0.05)。低温胁迫前,S3包衣的幼苗叶片可溶性蛋白、可溶性糖和脯氨酸含量与CK1相比显著增加51.6%、17.6%和40.4%。胁迫1d 后,S3包衣的叶片可溶性蛋白、可溶性糖和脯氨酸含量与CK1相比显著增加69.4%、73.1%和62.0%；与胁迫前相比，可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量分别增加29.8%、80.7%和74.2%。胁迫2d 后,S3包衣的叶片可溶性蛋白、可溶性糖和脯氨酸含量最高，分别为6.6mg ·g －1,21.7mg ·g －1和11.6μg ·g －1，但脯氨酸含量较胁迫1d 后增加不明显。恢复处理1d 后，可溶性蛋白、可溶性糖和脯氨酸含量均呈下降趋势。随着处理浓度的升高，三种渗透调节物质含量均先升高后下降。
结论与讨论
低温胁迫对棉花幼苗生理特性的影响在正常情况下，植物细胞内自由基的产生和
清除处于动态平衡[22]，而在逆境条件下细胞内产生过多的自由基导致细胞膜透性增大，使MDA 含量增加[23]，同时也产生清除这些自由基伤害的保护酶系统(SOD ,POD 和CAT)。SOD 作为第一个发挥作用的保护性酶，可以有效减少自由基对细胞膜系统的伤害[24];POD 和CAT 在植物体内
的主要作用是清除过氧化氢，有效地保护细胞免受自由基损伤[25]。本实验结果表明，低温胁迫后,
棉花幼苗叶片内REC 和MDA 含量与胁迫前相比明显升高,SOD 和POD 活性显著增强，而CAT 胁迫1d 后活性下降。通常可溶性蛋白含量的高低作为衡量植物体抗寒力[26]，可溶性糖和脯氨酸可保持植物受逆境环境胁迫时的渗透压[27]
。本试
验表明，低温胁迫下可溶性蛋白、可溶性糖和游
离脯氨酸含量均增加。说明低温胁迫造成细胞膜的损伤，棉花幼苗主要通过SOD 和POD 来清除自由基的积累,CAT 降低活性氧积累的作用较
小，这与武辉等[28]、辛慧慧等[29]的研究结果一致；同时棉花幼苗可通过调节渗透调节物质等生理
注：不同字母表示同一低温时间不同处理间的差异显著(＜0.05)。
Note:Different letters within the same chilling time show significant difference between treatments at ＜0.05
probability.
图3水杨酸包衣剂包衣处理对低温胁迫下棉花幼苗渗
透调节物含量的影响
Fig.3Effects of ed film coating salicylic acid on osmotic regulation substances of cotton edling under
low temperature stress
592
6期
途径，启动相应的抗逆机制来维持代谢平衡，增强自身的抗寒性。
水杨酸包衣剂包衣棉种对棉花幼苗抗寒性的影响
许多研究已证实水杨酸可以通过调节保护酶活性、降低活性氧的积累，增加渗透调节物质含量，从而抑制电解质渗漏和提高植物抗寒性[9]。本研究结果表明，种衣剂中外加一定量的水杨酸，通过种子包衣后，可以显著降低低温胁迫下棉花幼苗REC和MDA的积累，提高抗氧化酶的活性和增加渗透调节物质的含量。低温胁迫下，用1～10mmol·L－1的水杨酸包衣剂包衣棉种的棉花幼苗，在一定程度上可以有效缓解低温造成的伤害，而过低或过高浓度水杨酸包衣剂的包衣的效果并不理想，这与马丽[30]等的研究结论一致。其可能是因为过低浓度的水杨酸包衣剂包衣未能激发棉花幼苗体内抵抗低温危害的保护酶活性，而过高浓度水杨酸包衣剂包衣则破坏了棉花幼苗内部的生理代谢过程，本试验水杨酸包衣剂的水杨酸浓度为5mmol·L－1时棉花幼苗所受伤害最低。由此推测水杨酸通过降低棉花的细胞膜透性、提高保护酶活性和渗透调节物质含量来缓解低温伤害。
综上所述，适当浓度的水杨酸包衣剂包衣处理能在一定程度上降缓解低温胁迫对棉花幼苗所带来的伤
害；并以5mmol·L－1水杨酸的水杨酸包衣剂缓解效果最好。然而，水杨酸缓解低温胁迫是一个复杂的调控机制，还需进一步研究。参考文献院
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